nanosatelliet

Ze bevinden zich al volop in de ruimte: kleine satellieten die voor een prikkie gefabriceerd en gelanceerd kunnen worden. Vooralsnog zijn deze kleine satellieten echter beperkt tot een baan rondom de aarde. Maar wetenschappers gaan daar verandering in brengen. Ze werken aan een aandrijving die de kleine satellieten in staat moet stellen om de hoeken van ons zonnestelsel te verkennen.

Wie aan satellieten denkt, denkt waarschijnlijk aan de bakbeesten die organisaties zoals NASA lanceren. Grote satellieten die niet alleen duur zijn om te fabriceren, maar ook om te lanceren. Vandaar dat het in een baan rondom de aarde brengen van satellieten lang alleen was voorbestemd voor grote, vermogende ruimtevaartorganisaties. Maar dat is aan het veranderen. Tegenwoordig zijn er namelijk nanosatellieten. Satellieten die zo’n tien bij tien bij tien centimeter meten en die voor een prikkie gefabriceerd kunnen worden. Ook de lancering is relatief goedkoop: de kleine satellieten liften gewoon mee tijdens een lancering van grote satellieten.

In een baan om de aarde
Dankzij de nanosatellieten kunnen kleinere ruimtevaartorganisaties, maar ook onderwijsinstellingen nu relatief goedkoop hun eigen onderzoeksprogramma’s in de ruimte opzetten. Er is alleen één beperking: de nanosatellieten schoppen het niet verder dan een baan rondom de aarde. Daar draaien ze een tijdje rond, totdat ze uiteindelijk uit die baan ‘vallen’ en in de atmosfeer verbranden.

Ver weg
Zou het niet geweldig zijn als we deze nanosatellieten ook naar bestemmingen veel verder weg zouden kunnen sturen? Om dat mogelijk te maken, moeten de nanosatellieten voorzien worden van een aandrijving. Bij voorkeur eentje die niet te ingewikkeld en niet te duur is. Wetenschappers van de universiteit van Michigan denken die nu gevonden te hebben. Ze komen met de CAT (CubeSat Ambipolar Thruster), een aandrijving die zelfs op water kan werken!

Hoe werkt het?
De aandrijving is in veel opzichten te vergelijken met de traditionele raketten die nu gebruikt worden om ruimtesondes te laten vliegen. Deze ruimtesondes worden voortgestuwd door gassen uit te stoten. De CAT-motor werkt op ongeveer dezelfde manier, alleen stoot deze plasma uit om vooruit te komen. Een brandstof wordt in een speciale kamer gepompt en omgezet in plasma. De plasma wordt uit de kamer gestoten en door extreem krachtige magneten in rechte banen geleid. Zo ontstaat een plasmastroom die een nanosatelliet kan voortstuwen. De kracht die deze plasmastroom veroorzaakt, is beperkt (het gaat om milli-Newtons) maar kan wel gedurende langere tijd worden ingezet. Over een langere periode kan deze een nanosatelliet dan ook veel sneller laten bewegen dan een traditionele raket kan. Bovendien kan elke substantie dienst doen als brandstof voor CAT. Zelfs waterdamp is geschikt als brandstof.

In het klein
Voortstuwing door middel van plasma is op zichzelf niet nieuw. De aanpak wordt al lange tijd gebruikt om grote satellieten van aandrijving te voorzien. Alleen is de aandrijving dan enorm. Om nanosatellieten op deze manier aan te drijven, is een kleinere versie van dat alles nodig. En die hebben de onderzoekers van de universiteit van Michigan nu ontwikkeld.

Om CAT snel werkelijkheid te laten worden, hebben de onderzoekers Kickstarter ingeschakeld. Mensen worden opgeroepen om geld te doneren, zodat de onderzoekers hun motor kunnen gaan testen. De wetenschappers benadrukken dat de meeste losse onderdelen van CAT al succesvol getest zijn. Nu moet van al die losse onderdelen nog een compacte aandrijving gemaakt worden. Deze zal eerst getest worden in het laboratorium, daarna in een baan om de aarde en daarna is het tijd voor het echte werk: een interplanetaire reis. Als de tests goed verlopen, verwachten de onderzoekers hun interplanetaire satelliet tegen 1/1000 van de prijs van een traditionele interplanetaire satelliet te kunnen produceren en lanceren. En met zo’n kostenplaatje kunnen tal van nanosatellietjes erop uit worden gestuurd om in de hoeken van ons zonnestelsel – en misschien zelfs wel daarbuiten – tal van ontdekkingen te doen.